高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉复习练习题，共5页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
3　光的干涉课后·训练提升基础巩固一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.以下现象不属于干涉的是(　　)A.白光经过杨氏双缝得到彩色图样B.白光照射肥皂膜呈现彩色图样C.白光经过三棱镜得到彩色图样D.白光照射水面油膜呈现彩色图样答案C解析根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉,故选项A错误。由于重力的作用,肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜,光线通过薄膜时频率不变,干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加,白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于干涉现象,故选项B错误。白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象,故选项C正确。水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象,属于薄膜干涉,故选项D错误。2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是(　　)A.双缝干涉图样中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹D.图中双缝屏的作用是使通过双缝的光形成两列相干光答案D解析干涉条纹的宽度是相等的,选项A错误。若入射光是白光,则像屏上出现彩色干涉条纹,选项B错误。屏上某点到双缝的距离之差等于半个波长的奇数倍时,这点将出现暗条纹,选项C错误。双缝的作用是得到两列相干光,选项D正确。3.在双缝干涉实验中,用波长为5×10-7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3 mm,双缝到光屏的距离为1.2 m,光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7 m,则下列说法正确的是(　　)A.P点出现的是亮条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmB.P点出现的是暗条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmC.P点出现的是亮条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mmD.P点出现的是暗条纹,相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm答案B解析光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7m,黄光的波长为5×10-7m,则n==3,为奇数,在P点出现暗条纹。相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx=λ=×5×10-7m=2×10-3m,选项B正确,A、C、D错误。4.如图所示,在一个空长方体箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹。如果把透明的油缓慢地灌入这箱子中,条纹的间隔将会(　　)A.保持不变 B.减小C.有可能增加 D.增加答案B解析箱子灌满油时,折射率增大,根据v=可知光速减小,根据v=λf可知光的波长减小,根据干涉条纹间距宽度公式Δx=λ可知条纹间隔减小,选项A、C、D错误,B正确。5.用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离,再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片,下列说法正确的是(　　)A.增加光源与单缝之间的距离后,得到的条纹间距变大B.增加光源与单缝之间的距离后,得到的条纹间距变小C.换为绿色滤光片后,得到的条纹间距变小D.换为绿色滤光片后,得到的条纹间距变大答案C解析根据Δx=λ可知,增加光源与单缝之间的距离后,得到的条纹间距不变,选项A、B错误。根据Δx=λ可知,换为绿色滤光片后,波长变短,则得到的条纹间距变小,选项C正确,D错误。二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)6.如图所示,把一个平凸透镜A和标准的平板玻璃B叠放在一起。用平行单色光由上向下照射,在A的上方向下观察,会看到一圈圈明暗相间的同心圆环状的干涉条纹,这种干涉条纹叫牛顿环,它是检查透镜质量的一种方法。分别用a、b和c、d表示透镜A和平板玻璃B的上、下两个表面,关于两束相干光及干涉条纹的说法正确的是(　　)A.两束相干光是由a、b面反射形成的B.两束相干光是b、c面反射形成的C.干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆D.干涉条纹是中央密边缘疏的同心圆答案BC解析由题图可知,空气薄层的两个分界面是两个反射面,所以可以得到,两束干涉光是图中b、c面反射形成的,选项A错误,B正确。空气薄层厚度不是均匀增加,而是越向外相同距离上厚度变化越大,所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆,而是中央疏边缘密的同心圆,选项C正确,D错误。7.右图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面,关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象,下列说法正确的是(　　)A.干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加B.用蓝光照射产生的干涉条纹间距比黄光照射时产生的条纹间距窄C.干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的D.薄膜上干涉条纹基本上是水平的答案ABD解析由于重力的作用,肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜,干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加,故选项A正确。条纹间距与光的波长成正比,由于蓝光波长短,故蓝光条纹间距窄,故选项B正确。干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加增强产生的,故选项C错误。薄膜的干涉是等厚干涉,同一条纹厚度相同,故条纹是水平的,故选项D正确。能力提升一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件,广泛应用于民航飞机等交通工具。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器,其原理结构比较复杂,我们简化为如图所示模型:由激光器发出的A、B两束激光,经完全对称的两个通道(图中未画出)在光电探测器处相遇,产生干涉条纹。如果整个装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度,那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化,同时光电探测器能检测出干涉条纹的变化,根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试时,整个装置从静止开始,绕垂直纸面的对称轴,顺时针方向逐渐加速旋转,最后转速稳定,这个过程中光电探测器的中央位置C处检测出光强经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。根据上述材料,结合所学知识,判断下列说法正确的是(　　)A.A束激光的频率大于B束激光的频率B.整个装置加速转动过程中,A束激光到达光电探测器的路程逐渐变大C.整个装置加速转动过程中,C处始终没有出现干涉明条纹D.整个装置加速转动过程中,两束激光的路程差变化了2个波长答案D解析由于两束激光出现干涉现象,说明两个光束的频率相等,选项A错误。由于整个装置顺时针方向转动,因此整个装置加速转动过程中,A束激光到达光电探测器的路程逐渐变小,选项B错误。整个装置加速转动过程中,当C处出现强光时就是干涉明条纹,选项C错误。由于C处出现了强→弱→强→弱→强的变化,因此两束激光的路程差依次为0、λ、λ、、2λ,因此变化了2个波长,选项D正确。2.要使双缝干涉条纹间距变大,下列措施一定可行的是 (　　)A.减小双缝间的距离,增大双缝到光屏的距离B.减小双缝间的距离,减小双缝到光屏的距离C.增大双缝间的距离,增大双缝到光屏的距离D.增大双缝间的距离,减小双缝到光屏的距离答案A解析根据相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式Δx=λ可知,要使干涉条纹间距变大,可以减小双缝间的距离d,增大双缝到光屏的距离l,增大λ,故选项B、C、D错误,A正确。二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)3.在研究A物体材料的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个两面平行的玻璃板B,B与A的上表面平行,在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜。现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B,同时给A缓慢加热,在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次增到最亮。则(　　)A.出现最亮时,B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强B.出现最暗时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后减弱C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加答案BD解析出现最亮时,是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉,叠加后加强,故选项A错误,B正确。温度从t1升到t2的过程中,亮度由最亮又变到最亮,当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍,出现明条纹,知路程差减小λ,则A的高度增加,故选项C错误,D正确。4.右图为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹,下列有关两种单色光的说法正确的是(　　)A.甲光的波长大于乙光的波长B.甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率C.若甲光是黄光,乙光可能是红光D.若两种单色光以相同的入射角进入同种介质,甲光的折射角较大答案AD解析根据干涉条纹间距公式Δx=λ可得,在d、l相同的条件下,Δx与λ成正比,甲光的条纹间距大,甲光的波长长,故选项A正确。各种单色光在真空中的传播速率是相同的,都是3.0×108m/s,故选项B错误。由于甲光的波长长,且红光的波长比黄光的波长长,若甲光是黄光,则乙光不可能是红光,故选项C错误。甲光的频率比乙光频率低,则甲光的折射率小,由n=得,若两种单色光以相同的入射角进入同种介质,甲光的折射角较大,故选项D正确。三、非选择题5.某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。 (1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其发射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d= cm,lMN=b=2 cm。根据以上信息,求该玻璃砖的折射率n。(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为l处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a。求该激光的波长。答案(1)(2)解析(1)由几何关系可知b=dtan60°-dtanr解得r=30°根据光的折射定律可得n=。 (2)5条亮条纹之间的距离为 a,可知条纹间距Δx=根据Δx=λ解得λ=。